LPC1100 系列_3.开发环境搭建

最新推荐文章于 2024-10-31 21:09:45 发布

chenlz2007

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分类专栏： LPC1100 文章标签：数据库单片机架构嵌入式硬件

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3. 开发环境搭建

在开始使用 NXP 系列的 LPC1100 系列单片机进行开发之前，需要搭建一个合适的开发环境。开发环境包括硬件工具和软件工具两部分。本节将详细介绍如何选择和配置这些工具，以确保您能够顺利地进行单片机的编程和调试。
在这里插入图片描述

3.1 硬件工具选择

3.1.1 开发板

LPC1100 系列单片机的开发板是入门级开发的最佳选择。开发板通常集成了单片机、电源管理、USB 接口、调试接口等，方便用户快速上手。NXP 官方和第三方厂商提供了多种开发板，例如：

LPCXpresso1114：官方提供的开发板，适用于 LPC1114 系列单片机。
LPC1115-EK：官方提供的评估套件，适用于 LPC1115 系列单片机。
Third-party Boards：第三方厂商如 Olimex、SparkFun 等也提供了一些开发板，适用于各种 LPC1100 系列单片机。

3.1.2 调试器

调试器是开发环境中不可或缺的一部分，它可以帮助您在单片机上进行程序的下载、调试和运行。常用的调试器有：

LPC-Link2：NXP 官方提供的调试器，支持多种 LPC 系列单片机。
J-Link：SEGGER 公司提供的高性能调试器，支持广泛。
ST-Link：STMicroelectronics 公司提供的调试器，性价比较高。

3.1.3 USB 转串口适配器

在某些情况下，您可能需要通过串口与单片机进行通信。USB 转串口适配器（如 CP2102、FT232R）可以将 USB 信号转换为 TTL 串口信号，方便调试和数据传输。

3.1.4 电源

开发板通常自带电源管理，但如果您使用的是最小系统板或自定义电路，可能需要外接电源。常见的电源设备有：

USB 供电：大多数开发板可以通过 USB 接口供电。
外部电源适配器：用于需要更大电流的项目，如 5V/3.3V 适配器。

3.2 软件工具选择

3.2.1 集成开发环境 (IDE)

集成开发环境是编写、编译和调试代码的主要工具。常见的 IDE 有：

LPCXpresso IDE：NXP 官方提供的基于 Eclipse 的 IDE，支持 LPC1100 系列单片机。
Keil MDK-ARM：ARM 官方提供的 IDE，功能强大，支持多种 ARM 单片机。
IAR Embedded Workbench for ARM：IAR 公司提供的 IDE，性能优越，支持广泛。

3.2.2 编译工具

编译工具将您的源代码编译成单片机可以执行的机器码。常用的编译工具包括：

GCC for ARM：GNU 编译器集合，支持 ARM 架构，可以通过命令行或 IDE 使用。
ARM Compiler：ARM 官方提供的编译器，集成在 Keil MDK-ARM 中。
IAR C-Compiler：集成在 IAR Embedded Workbench for ARM 中。

3.2.3 调试工具

调试工具帮助您在单片机上运行和调试程序。常用的调试工具包括：

GDB：GNU 调试器，可以通过命令行或 IDE 使用。
Keil Debugger：集成在 Keil MDK-ARM 中。
IAR Debugger：集成在 IAR Embedded Workbench for ARM 中。

3.2.4 固件库

固件库提供了丰富的外设驱动和示例代码，可以帮助您快速开发应用。常用的固件库包括：

LPCOpen：NXP 官方提供的固件库，支持 LPC1100 系列单片机。
CMSIS (Cortex Microcontroller Software Interface Standard)：ARM 官方提供的标准库，支持多种 ARM 单片机。

3.3 开发环境配置

3.3.1 安装 LPCXpresso IDE

下载 LPCXpresso IDE：
- 访问 NXP 官方网站，下载 LPCXpresso IDE 安装包。
- 选择适合您操作系统的版本（Windows、Linux、Mac OS）。
安装 LPCXpresso IDE：
- 运行下载的安装包，按照提示进行安装。
- 选择安装路径和组件，通常建议选择默认设置。
- 安装完成后，启动 LPCXpresso IDE。
配置 LPCXpresso IDE：
- 安装驱动：确保您的调试器（如 LPC-Link2）已经安装了驱动程序。
- 添加 LPC1100 支持：在 LPCXpresso IDE 中，通过 “Help” -> “Install New Software” 添加 LPC1100 系列单片机的支持包。
- 配置项目模板：LPCXpresso IDE 提供了多种项目模板，选择适合您的模板进行配置。

3.3.2 安装 Keil MDK-ARM

下载 Keil MDK-ARM：
- 访问 ARM 官方网站，下载 Keil MDK-ARM 安装包。
- 选择适合您操作系统的版本（Windows、Linux、Mac OS）。
安装 Keil MDK-ARM：
- 运行下载的安装包，按照提示进行安装。
- 选择安装路径和组件，通常建议选择默认设置。
- 安装完成后，启动 Keil MDK-ARM。
配置 Keil MDK-ARM：
- 安装驱动：确保您的调试器（如 J-Link）已经安装了驱动程序。
- 添加 LPC1100 支持：在 Keil MDK-ARM 中，通过 “Project” -> “Manage Run-Time Environment” 添加 LPC1100 系列单片机的支持包。
- 配置项目：创建一个新的项目，选择 LPC1100 系列单片机，配置编译器和调试器。

3.3.3 安装 IAR Embedded Workbench for ARM

下载 IAR Embedded Workbench for ARM：
- 访问 IAR 公司官网，下载 IAR Embedded Workbench for ARM 安装包。
- 选择适合您操作系统的版本（Windows、Linux、Mac OS）。
安装 IAR Embedded Workbench for ARM：
- 运行下载的安装包，按照提示进行安装。
- 选择安装路径和组件，通常建议选择默认设置。
- 安装完成后，启动 IAR Embedded Workbench for ARM。
配置 IAR Embedded Workbench for ARM：
- 安装驱动：确保您的调试器（如 J-Link）已经安装了驱动程序。
- 添加 LPC1100 支持：在 IAR Embedded Workbench for ARM 中，通过 “Help” -> “Register Evaluation” 添加 LPC1100 系列单片机的支持包。
- 配置项目：创建一个新的项目，选择 LPC1100 系列单片机，配置编译器和调试器。

3.4 创建第一个项目

3.4.1 使用 LPCXpresso IDE 创建项目

启动 LPCXpresso IDE。
创建新项目：
- 选择 “File” -> “New” -> “LPCXpresso Project”。
- 在弹出的对话框中，选择 “LPC1100” 系列单片机。
- 填写项目名称和保存路径。
- 选择项目模板，例如 “Blink LED”。
编写代码：
- 打开 main.c 文件，编写简单的 LED 闪烁代码。

#include "board.h"

int main(void) {
    // 初始化板子
    Board_Init();

    // 配置 LED 引脚
    Chip_IOCON_PinMuxSet(LPC_IOCON, 0, 18, (IOCON_FUNC1 | IOCON_MODE_INACT | IOCON_DIGMODE_EN));

    // 初始化 GPIO
    Chip_GPIO_Init(LPC_GPIO);

    // 设置 LED 引脚为输出
    Chip_GPIO_SetPinDIROutput(LPC_GPIO, 0, 18);

    while (1) {
        // LED 亮
        Chip_GPIO_SetPinState(LPC_GPIO, 0, 18, true);
        // 延时 500ms
        Board_DELAY(500);

        // LED 灭
        Chip_GPIO_SetPinState(LPC_GPIO, 0, 18, false);
        // 延时 500ms
        Board_DELAY(500);
    }
}

编译项目：
- 选择 “Project” -> “Build Project” 进行编译。
- 如果编译成功，会在输出窗口中显示 “Build Successful”。
下载和调试：
- 连接调试器到开发板。
- 选择 “Run” -> “Debug” 进行调试。
- 在调试界面中，设置断点，单步执行，查看变量值等。

3.4.2 使用 Keil MDK-ARM 创建项目

启动 Keil MDK-ARM。
创建新项目：
- 选择 “Project” -> “New uVision Project”。
- 选择项目保存路径。
- 在 “Device for Target” 对话框中，选择 “LPC1100” 系列单片机，例如 “LPC1114FN28/101”。
- 点击 “OK” 完成项目创建。
配置项目：
- 在 “Target” 选项卡中，选择 “LPC1114” 作为目标单片机。
- 在 “Debug” 选项卡中，选择调试器，例如 “J-Link”。
编写代码：
- 打开 main.c 文件，编写简单的 LED 闪烁代码。

#include "LPC11xx.h"

int main(void) {
    // 配置 LED 引脚
    LPC_IOCON->P0_18 = (1 << 0); // 设置 P0.18 为 GPIO 功能
    LPC_GPIO->DIR0 |= (1 << 18); // 设置 P0.18 为输出

    while (1) {
        // LED 亮
        LPC_GPIO->DATA0 |= (1 << 18);
        // 延时 500ms
        for (volatile int i = 0; i < 500000; i++);

        // LED 灭
        LPC_GPIO->DATA0 &= ~(1 << 18);
        // 延时 500ms
        for (volatile int i = 0; i < 500000; i++);
    }
}

编译项目：
- 选择 “Project” -> “Rebuild All Target Files” 进行编译。
- 如果编译成功，会在输出窗口中显示 “0 Error(s)” 和 “0 Warning(s)”。
下载和调试：
- 连接调试器到开发板。
- 选择 “Flash” -> “Download to Target” 进行下载。
- 选择 “Debug” -> “Start/Stop Debug Session” 进行调试。
- 在调试界面中，设置断点，单步执行，查看变量值等。

3.4.3 使用 IAR Embedded Workbench for ARM 创建项目

启动 IAR Embedded Workbench for ARM。
创建新项目：
- 选择 “Project” -> “Create New Project”。
- 选择 “C-Source” 项目类型。
- 选择项目保存路径。
- 在 “Device Configuration” 对话框中，选择 “LPC1100” 系列单片机，例如 “LPC1114FN28/101”。
- 点击 “Finish” 完成项目创建。
配置项目：
- 在 “Project” -> “Options” 中，选择 “General Options” 选项卡，设置目标单片机。
- 在 “Debugger” 选项卡中，选择调试器，例如 “J-Link”。
编写代码：
- 打开 main.c 文件，编写简单的 LED 闪烁代码。

#include "lpc11xx.h"

int main(void) {
    // 配置 LED 引脚
    LPC_IOCON->P0_18 = (1 << 0); // 设置 P0.18 为 GPIO 功能
    LPC_GPIO->DIR0 |= (1 << 18); // 设置 P0.18 为输出

    while (1) {
        // LED 亮
        LPC_GPIO->DATA0 |= (1 << 18);
        // 延时 500ms
        for (volatile int i = 0; i < 500000; i++);

        // LED 灭
        LPC_GPIO->DATA0 &= ~(1 << 18);
        // 延时 500ms
        for (volatile int i = 0; i < 500000; i++);
    }
}

编译项目：
- 选择 “Project” -> “Rebuild All” 进行编译。
- 如果编译成功，会在输出窗口中显示 “No errors” 和 “No warnings”。
下载和调试：
- 连接调试器到开发板。
- 选择 “Project” -> “Download and Debug” 进行下载和调试。
- 在调试界面中，设置断点，单步执行，查看变量值等。

3.5 配置固件库

3.5.1 配置 LPCOpen

下载 LPCOpen：
- 访问 NXP 官方网站，下载 LPCOpen 固件库。
- 解压下载的固件库到您的项目文件夹。
添加固件库到项目：
- 在 LPCXpresso IDE 中，右键点击项目，选择 “Properties”。
- 在 “C/C++ Build” -> “Settings” -> “Tool Settings” -> “ARM GCC C Compiler” -> “Includes” 中，添加 LPCOpen 的路径。
- 在 “C/C++ Build” -> “Settings” -> “Tool Settings” -> “ARM GCC Linker” -> “Libraries” 中，添加需要的库文件。
使用固件库：
- 在 main.c 文件中，包含 LPCOpen 的头文件。
- 使用 LPCOpen 提供的函数进行开发。

#include "lpc11xx.h"
#include "lpc11xx_gpio.h"

int main(void) {
    // 初始化 GPIO
    LPC_GPIO_PORT->DIR0 |= (1 << 18); // 设置 P0.18 为输出

    while (1) {
        // LED 亮
        LPC_GPIO_PORT->DATA0 |= (1 << 18);
        // 延时 500ms
        for (volatile int i = 0; i < 500000; i++);

        // LED 灭
        LPC_GPIO_PORT->DATA0 &= ~(1 << 18);
        // 延时 500ms
        for (volatile int i = 0; i < 500000; i++);
    }
}

3.5.2 配置 CMSIS

下载 CMSIS：
- 访问 ARM 官方网站，下载 CMSIS 固件库。
- 解压下载的固件库到您的项目文件夹。
添加 CMSIS 到项目：
- 在 Keil MDK-ARM 中，右键点击项目，选择 “Add Files to Group ‘Source Group 1’”。
- 添加 CMSIS 的头文件和源文件路径。
- 在 “Project” -> “Options” -> “C/C++” -> “Include Paths” 中，添加 CMSIS 的路径。
使用 CMSIS：
- 在 main.c 文件中，包含 CMSIS 的头文件。
- 使用 CMSIS 提供的函数进行开发。

#include "LPC11xx.h"
#include "core_cm0.h"

int main(void) {
    // 配置 LED 引脚
    LPC_IOCON->P0_18 = (1 << 0); // 设置 P0.18 为 GPIO 功能
    LPC_GPIO->DIR0 |= (1 << 18); // 设置 P0.18 为输出

    while (1) {
        // LED 亮
        LPC_GPIO->DATA0 |= (1 << 18);
        // 延时 500ms
        for (volatile int i = 0; i < 500000; i++);

        // LED 灭
        LPC_GPIO->DATA0 &= ~(1 << 18);
        // 延时 500ms
        for (volatile int i = 0; i < 500000; i++);
    }
}

3.6 配置硬件连接

3.6.1 连接开发板和调试器

在配置开发环境的过程中，正确连接开发板和调试器是至关重要的一步。以下是详细的连接步骤：

硬件连接：
- SWD 接口：将调试器的 SWD 接口连接到开发板的 SWD 接口。SWD 接口通常有 4 个引脚：SWDIO、SWCLK、GND 和 VCC。
- USB 线：确保 USB 线连接到调试器和电脑的 USB 端口。这将用于供电和通信。
- 外部电源（如果需要）：如果开发板需要外部电源供电，连接外部电源适配器。常见的电源适配器电压为 5V 或 3.3V。
检查连接：
- 在 LPCXpresso IDE 中，选择 “Run” -> “Debug Configurations”。
- 在弹出的对话框中，选择 “LPC-Link2” 或您使用的调试器。
- 确认调试器的连接设置，例如 SWD 接口和波特率。
- 点击 “Apply” 和 “Debug” 按钮，IDE 将尝试连接到单片机。

3.6.2 连接 USB 转串口适配器

在某些项目中，您可能需要通过串口与单片机进行通信。以下是连接 USB 转串口适配器的步骤：

硬件连接：
- 将 USB 转串口适配器的 TX、RX、GND 和 VCC 引脚连接到开发板的相应引脚。
- 确保 USB 线连接到适配器和电脑的 USB 端口。
安装驱动：
- 访问适配器厂商的官方网站，下载并安装相应的驱动程序。
- 在 Windows 中，可以通过设备管理器检查驱动是否安装成功。
配置串口通信：
- 在 LPCXpresso IDE 中，选择 “Run” -> “Debug Configurations”。
- 在弹出的对话框中，选择 “GDB Serial Debugger”。
- 配置串口参数，例如波特率、数据位、停止位和校验位。
- 确认调试器的连接设置，例如串口端口号。
- 点击 “Apply” 和 “Debug” 按钮，IDE 将尝试连接到单片机。